Интерференционный метод измерения - Технология механической обработки металлов

Технологии обработки металлов
Перейти к контенту
Технологии Обработки Металлов
Типы и нормы точности измерительных средств общего назначения
 Интерференционный метод измерения
 Главная / Интерференционный метод измерения
Абсолютный интерференционный метод измерения
Рисунок 26.Абсолютный интерференционный метод измерения.
Бесконтактный интерферометр представлен на рисунке 26. Пучок света от разрядной трубки 1 проходит сквозь щель, помещенную в фокусе линзы 2, падает параллельным пучком на грань призмы 3 и пространяется далее в вертикальном направлении.
Попадая на наклонную пластину 4, полупосеребренную на верхней поверхности, пучок света разделяется на две части: одна часть направляется вертикально и падает на кварцевую пластину 5 и свободную измерительную поверхность притертой к ней проверяемой плитки 6, другая часть пучка отражается в горизонтальном направлении и падает на зеркало 7. Вертикальный пучок света, отразившись частично от кварцевой пластины и частично от свободной поверхности плитки, падает снова на пластину 4 и направляется — так же, как и пучок света, отраженный зеркалом 7, — горизонтально влево. Соединенные пучки проходят сквозь линзу 8 и собираются в ее фокусе 9.
Регулируя углы наклона стола, на котором помещена пластина 5, можно заставить отраженные пучки света интерферировать, и глаз, помещенный в точке 9, увидит поверхность плитки и поверхность кварцевой пластины пересеченными рядом равноотстоящих параллельных интерференционных полос.
Полосы на поверхности плитки можно рассматривать как образовавшиеся в результате интерференции двух пучков света: одного — отраженного от зеркала 7 и другого — отраженного от поверхности плитки 6. Полосы на поверхности кварцевой пластины рассматриваются как образовавшиеся в результате интерференции пучков света: отраженного от поверхности кварцевой пластины 5 и отраженного от зеркала 7.

Величина смещения е интерференционных полос на поверхности плитки относительно полос на кварцевой пластине выражает дробную долю общего количества длин полуволн света, заключающихся в длине плитки. Для определения полного (целого и дробного) количества длин полуволн, заключаю^ щихся в длине плитки.

Для определения полного (целого и дробного) количества длин полуволн, заключающихся в длине плитки поступают следующим образом. Измеряют плитку предварительно более грубым способом (например, относительным методом на оптиметре с точностью'± 1 мк.). Затем на интерферометре определяют дробные доли длин полуволн не менее чем для трех линий спектра.
Если длины световых волн этих линий спектра известны, то вычисление общего количества длин полуволн, заключающихся в длине плитки, не представляет затруднений; полученное в результате измерения на интерферометре сочетание дробных долей длин полуволн для нескольких линий спектра соответствует одному, и только одному, значению размера плитки (лежащему в определенном интервале). Бесконтактные интерферометры используются также для относительных и змерений, т. е. для сличения размеров проверяемой и исходной плиток, притираемых рядом к кварцевой пластине. Схема контактного интерферометра конструкции инж. И. Т. Уверского показана на рисунке 27.
  Схема контактного интерферометра
Рисунок 27. Схема контактного интерферометра.
 
Световой поток от источника 1 проходит через конденсор 2 к нижней поверхности разделительной пластины 4. Часть светового потока пройдет компенсатор 5, отразится от зеркала 6 и возвратится к пластине 4. часть светового потока отразится от нижней поверхности пластины 4, пройдет эту пластину, отразится от зеркала 7 и возвратится к пластине 4. Световые потоки, отраженные зеркалами 6 и 7, при встрече будут интерферировать. Интерференционная картина наблюдается на шкале микроскопа, причем при цене деления 0,2 мк. или меньше черная ахроматическая интерференционная полоса в белом свете служит подвижным указателем для неподвижной шкалы интерферометра.
Черная полоса соответствует положению ребра мнимого клина, образованного пересечением поворотного  зеркала 7 с мнимым изображением зеркала 6.
Цена деления шкалы переменна и может устанавливаться на любое значение в пределах от 0,02 до 1 мк. путем изменения ширины интерференционных полос, что достигается поворотом зеркала 7 (изменением угла клина). Образцовой мерой для градуировки и проверки шкалы с ценой деления 0,2 мк. и меньше служит длина световой волны К, пропускаемая монохроматическим интерференционным светофильтром 3.
  Набор из двух пластин
Рисунок 28. Набор из двух пластин.
Технический интерференционный метод измерения срединного размера плиток.
Плоские оптические пластины предназначены главным образом для сравнительных измерений плоскопараллельных концевых мер (плиток) 3-го и 4-го разрядов техническим интерференционным методом. Для этой цели применяется набор из двух пластин: нижней и верхней (рисунок 28) — диаметром 60 мм. Сопоставление размеров исходной и проверяемой плиток производится следующим образом. Обе плитки притирают к нижней стеклянной пластине и накладывают на них верхнюю стеклянную пластину (рисунок 29).
Технический интерференционный метод измерения срединного размера плиток
Рисунок 29. Технический интерференционный метод измерения срединного размера плиток.
Если размеры плиток не равны, полосы на одной плитке будут смещены относительно полос на другой плитке. Если исходная плитка больше проверяемой, например на 0,6 мк. то в том месте, где на исходной плитке наблюдается первая темная полоса, высота клина будет составлять



или при измерении в белом свете, 0,3 мк. поверхность проверяемой плитки будет отстоять в этом месте от поверхности стеклянной пластины на 0,3 мк. + 0,6 мк. = 0,9 мк.
Следовательно, первая интерференционная полоса на исходной плитке будет совпадать с третьей полосой на проверяемой плитке (считая от воображаемого ребра клина на поверхности этой плитки.
Для определения порядковых номеров совпадающих интерференционных полос верхнюю стеклянную пластину наклоняют так, что бы она касалась одновременно исходной и проверяемой плиток; в этом случае интерференционные полосы уже не будут направлены параллельно коротким ребрам плиток, но на обеих плитках можно будет наблюдать ребро клина и полосы, начиная от первой.
Если разность размеров плиток выражается числом, не кратным



интерференционные полосы будут соответственно сдвинуты на дробное число полос. Целое число полос в этом случае отсчитывают, как указано выше; для отсчета дробной доли полосы выравнивают в направлении, параллельном коротким ребрам плиток. Проверяемую плитку измеряют, притирая ее к плоской стеклянной пластине около исходной плитки, в двух положениях (рисунок 30).
Рисунок 30
Рисунок 30.
Для определения отклонений от плоскопараллельности измеряют плитку дополнительно в точках a,b,с и d ( рисунок 31).
Технический интерференционный метод измерения применяют если размеры проверяемой и исходной плиток разнятся не более чем на 2 мк.
Рычажно-оптические приборы основаны на применении оптического рычага, позволяющего удлинить большое плечо рычага, не увеличивая габаритов прибора. К наиболее распространенным приборам, основанным на принципе оптического рычага, относится оптиметр.
Рисунок 31
Рисунок 31.
Типы и нормы точности измерительных средств общего назначения
2019 - Технологии обработки металлов
При копировании материалов с сайта активная обратная ссылка на источник обязательна
Назад к содержимому